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2 一氧化碳检测仪系统总体设计
本论文主要完成一氧化碳检测仪软件和硬件仿真设计，设计内容包括：A/D转换器程序、控制程序、超标报警、键盘检测、数据显示等。
本系统采用单片机为控制核心，以实现一氧化碳检测仪的基本控制功能。系统主要功能内容包括：数据处理、时间设置、开始测量、超标报警、键盘检测、自动休眠，仪器若不进行测量操作，5分钟后自动进入休眠模式，以降低电源消耗。本系统设计采用功能模块化的设计思想，系统主要分为总体方案设计、硬件和软件的设计三大部分。根据任务书上的要求进行综合分析，总设计方案分为以下几个步骤：
（1）硬件系统电路的设计；
（2）软件系统主程序及其相关子程序的编写； （3）系统电路及软件的调试； （4）结论。
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3 一氧化碳检测仪硬件设计
3.1硬件结构设计
硬件设计部分主要包括：单片机、A/D转换器、时钟芯片、LCD、外围扩展数据RAM等芯片的选择；硬件主电路设计、数据采集、模数转换电路设计、液晶显示电路设计、外围扩充存储器接口电路、时钟电路、复位电路、键盘接口电路等功能模块电路设计。硬件结构框图3-1。
图3-1 硬件结构框图
3.2硬件选择和设计 3.2.1 AT89C52单片机的选择
本系统采用AT89C52单片机。而目前世界上较为著名的8位单片机的生产厂家和主要机型如下：
美国Intel公司：MCS—51系列及其增强型系列； 美国Motorola公司：6801系列和6805系列； 美国Atmel公司：89C51等单片机； 美国Zilog公司：Z8系列及SUPER8； 美国Fairchild公司：F8系列和3870系列； 美国Rockwell公司：6500/1系列；
美国TI（德克萨司仪器仪表）公司：TMS7000系列； NS（美国国家半导体）公司：NS8070系列等等。
尽管单片机的品种很多，但是在我国使用最多的还是Intel公司的MCS—52
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系列单片机和美国Atmel公司的89C52单片机。
MCS—51系列单片机包括三个基本型8031、8051、8751。
本系统采用AT89C52单片机为控制核心。而相比之下52型功能更为强大，ROM和RAM存储空间更大，52还兼容51指令系统。基于本系统设计内容的需要，综合考虑后，我们选择单片机ATME公司的AT89C52为控制核心；主要基于考虑AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8KB的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM）、6个中断源；时钟频率0～24MHz；器件采用高密度、非易失性存储技术生产，并兼容标准MCS-51指令系统，功能强大。
AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8K bytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和256K bytes的随机存取数据存储器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元，功能强大，AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。
图3-2 引脚图
主要性能参数：
与MCS-51产品指令和引脚完全兼容； 8K字节可重擦写FLASH闪存存储器； 1000次写/擦循环； 时钟频率：0Hz～24MHz；
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三级加密存储器； 256字节内部RAM； 32个可编程I/O口线； 3个16位定时/计数器； 6个中断源；
可编程串行UART通道。
3.2.2单片机最小系统的设计
采用AT89C52来设计一个单片机系统能运行起来的需求最小的系统，电路图见图3-3：
图3-3 单片机最小系统图
上图的最小单片机系统包含有晶振电路和复位电路，AT89C52芯片组成。 （1）晶振电路
晶振电路在各种指令的微操作在时间上有严格的次序，这种微操作的时间次序称作时序， AT89C52的时钟产生方式有两种，一种是内部时钟方式，一种是外部时钟方式。
本系统中采用了内部时钟方式，为了尽量降低功耗的原则。电路图见图3-4。
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图3-4 晶振电路图
在89C52单片机的内部有一个震荡电路，只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体（简称晶振）就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号，图中电容器C1和C2稳定频率和快速起振，晶振CRY选择的是12MHz。
（2）复位电路 ①复位的意义
复位电路在单片机工作中仍然是不可缺少的主要部件中，单片机工作时必须处于一种确定的状态。端口线电平和输入输出状态不确定可能使外围设备误动作，导致严重事故的发生；内部一些控制寄存器（专用寄存器）内容不确定可能导致定时器溢出、程序尚未开始就要中断及串口乱传向外设发送数据。
②复位电路原理
图3-5 上电复位电路图
本设计中复位电路采用的是上电复位与手动复位电路，开关未按下是上电复位电路，上电复位电路在上电的瞬间，由于电容上的电压不能突变，电容处于充电（导通）状态，故RST脚的电压与VCC相同。随着电容的充电，RST脚上的电压才慢慢下降。选择合理的充电常数，就能保证在开关按下时是RST端有两个机器周期以上的高电平从而使AT89C52内部复位。开关按下时是按键手动复位电路，RST端通过电阻与VCC电源接通，通过电阻的分压就可以实现单片机的复位。电路